缺乏基础数据支撑:军工产品难以实现可靠性寿命设计

        军工产品可靠性寿命评价，关系到我国国家军工行业发展和国防安全。同时，航天行业等军工产品可靠性试验的需求和发展空间很大。上述观点来自e创客网记者对中国机械工程学会可靠性工程分会副理事长陈文华的专访，他同时谈到我国产品可靠性试验的发展瓶颈、技术难题和未来七大技术趋势。e创客网记者进一步认为：目前我国军工产品可靠性寿命试验依然处于产品制造末端的实物试验和评价阶段，如何以新一代信息技术和手段实现军工产品可靠性设计，将是我国军工产品实现高可靠性的关键，更是未来我国军工产品可靠性工程的攻坚目标。

　　可靠性设计决定产品的“优生”，可靠性设计是可靠性工程的最重要的阶段。产品可靠性寿命试验、产品储存寿命试验等可靠性加速寿命试验，用产品做实物试验，进行统计分析，进而实现理论研究。就产品可靠性寿命而言，产品使用周期对战备物资没有实际意义，必须明确提供产品寿命评价，实现精准维修、更换和产品备份。例如，在水中的鱼雷，需要到期回收、更换新品，过期、失效或者仍然有效的过期鱼雷，都有可能造成危险和某种损失，因此，需要通过试验准确预估产品寿命。又例如航天产品，通过试验评估，在以百分之几秒为单位的时间内，确保产品部件达到99.99%概率下的功能实现，也即必须保证试验产品做到万无一失。“在短时期内实现长寿命产品的评价”，是“产品可靠性加速寿命试验”最通俗易懂的概括性表述。

　　在航天行业等军工产品的研发设计工作中，适时、有效进行产品的可靠性分析工作，对提高军工产品的质量尤为重要和迫切。

　　从军工向民品扩展：可靠性市场潜力巨大

　　地面模拟实验方法、增加载荷试验、综合应力加速试验等产品可靠性加速寿命试验，是浙江理工大学教授、博导，浙江省省级特聘教授(钱江学者)陈文华教授主要采用的可靠性试验项目和研究方法。与此同时，在可靠性教学以外，陈文华教授结合军工产品试验研究、制造业企业产品可靠性分析等项目需求，完成了大量产品可靠性加速寿命试验及其可靠性的科学研究。陈文华教授为e创客网记者介绍了近几年主要完成的产品可靠性寿命评估、试验，主要是对产品储存寿命和可用概率、储存产品的剩余寿命、太空环境下产品工作时间等的实物产品可靠性试验。每一项产品可靠性试验研究，主要包括试验方案制定、试验样品数量、试验数据统计方法等诸多研究和试验工作，可靠性加速寿命试验的理论水平要求很高。不仅如此，由于试验对产品试验设备要求高、试验产品样品多等因素，可靠性寿命试验的成本高昂。

　　e创客网记者通过采访了解到，产品可靠性试验的重要性，首先，能够快速暴露产品潜在缺陷;其次，通过试验、改进、验证的循环方式，能有效增加产品的极限值;第三，产品可靠性得到明显提升;第四，大大缩短产品研发、设计、生产和上市周期;最后，长远来看，降低产品成本。

　　陈文华教授不仅承担了很多军工产品项目，近两年，随着不同行业和企业对产品可靠性的重视，包括风电行业产品寿命、纺织机械高速轴承可靠性等各行业都开始采用可靠性加速寿命试验，从而实现对产品可靠性的评价，以此提高产品可靠性。陈文华教授明确指出，军工产品可靠性寿命评价，是关系到国防安全和国家战略发展的大问题。同时，我国可靠性试验不仅在航空航天等军工行业有很大的战略需求和产品市场发展空间，民企，民用产品可靠性需求也逐步增加，未来可靠性试验的市场空间和发展潜力巨大。

　　发展空间：可靠性技术七大趋势

　　可靠性是指在规定的条件下、规定的时间内完成规定功能的能力，也就是系统、设备、元件的功能在时间上的稳定性。可靠性工程是为了适应产品的高可靠性要求而发展起来的新兴学科，是一门综合了众多学科成果以解决可靠性为出发点的边缘学科。可靠性研究在当今世界科技中是-门仅次于计算机科学、信息科学和环境科学的非常活跃的学科。

　　在我国工科大学可靠性教育教学和研究方向主要有三个分支，即零件强度可靠性设计研究、系统可靠性研究和可靠性试验与研究。这三类教育教学中，可靠性试验和研究与工程应用、与企业项目紧密结合，并且以做实验为教学和工程基础，通过设备进行产品试验，不断积累数据，逐步形成了有工程需求、有设备、有产品、科学实验的良性正循环。而可靠性研究的前两个分支，由于缺乏基础数据，在可靠性研究中只能以理论性的假定数据做分析研究依据，最终陷入从理论到理论的研究“怪圈”。

　　未来，我国可靠性试验的技术发展空间在哪里?如何满足可靠性寿命加速试验和产品可靠性发展要求?e创客网记者问。

　　陈文华教授指出，我国可靠性工程研究的技术欠缺、技术发展空间中有一部分的空白点也是全世界可靠性领域的难题和可能发展的空间，有七大技术趋势。

　　第一，如何从元器件的加速寿命产品试验，发展为系统级产品可靠性加速寿命试验。其中数据建模、试验、试验数据统计和处理是关键和重点。

　　第二，综合应力加速寿命试验，实验的难点在于应力多、性能变化相互矛盾。

　　第三，数据融合，即现场收集数据与实验室数据的融合。

　　第四，载荷、应力变化条件下，即高低温冲击下可靠性加速寿命试验及数学模型的建立和寿命评价。

　　第五，多失效模式、机理下的寿命评价。

　　第六、从单一部件失效试验发展到多部件失效分析，即相关失效的设计与寿命评价。

　　第七，小样本问题。小样本，怎样达到产品可靠性?这是可靠性研究一个永恒的话题。如，准确的正态分布参数统计需要50个样本、多分布统计需要37个样本，才能够达到产品可靠性试验的可信度。但是在工程上难以达到可信度样本量。